El ADN y el Sistema Inmunitario: Estructura y Defensa

Estructura del ADN

El ADN es una doble hélice formada por dos cadenas polinucleotídicas dextrógiras, es decir, enrolladas hacia la derecha. El enrollamiento es de tipo plectonémico, lo que significa que las dos cadenas no pueden desenrollarse sin ser enrolladas. Cada hélice es una secuencia de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster en los grupos, donde un grupo fosfato forma un puente entre grupos. Las dos hélices se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno no producidos entre las bases nitrogenadas de cada hélice, de manera que la Adenina (A) de una hélice se aparea con la Timina (T) de la hélice complementaria mediante enlaces de hidrógeno, y la Guanina (G) con la Citosina (C). Por razones de complementariedad de las bases nitrogenadas, el apareamiento correcto de las mismas bases solo puede producirse si el ADN tiene orientación antiparalela, es decir, los extremos 5'->3' están en posiciones opuestas. El diámetro de la doble hélice es de 20Å. Las bases nitrogenadas están apiladas unas sobre otras con una distancia de 3.4Å. Cada 34Å se produce una vuelta completa de la doble hélice.

Transporte Celular

Efectos de la Osmosis

• Plasmólisis: Medio externo hipertónico.
• Normal: Medio externo isotónico.
• Turgencia: Medio externo hipotónico.
• Hemólisis: Los eritrocitos explotan por fuerte presión, entrada masiva de agua, medio externo muy hipotónico.

La membrana celular es semipermeable, la célula tiene que vivir en un medio isotónico para evitar fenómenos desfavorables para ella misma.

Sistema Inmunitario

Antígenos

Componentes de la pared o cápsula bacteriana, cápside o envoltura de un virus, estructuras superficiales de cualquier célula, toxinas liberadas al exterior. Antígenos de histocompatibilidad (MHC): Antígenos propios, presentes en todas las células del organismo. Permiten reconocer como “propia” a cualquier célula que los presente (identificación). Por el contrario, será considerada “extraña” cualquier célula que no los presente.

Anticuerpos

Proteínas γ-globulinas (inmunoglobulinas Ig). Formadas por 4 cadenas peptídicas, unidas entre sí por puentes S-S: Dos cadenas ligeras (L) y dos cadenas pesadas (H). Según el tipo de cadenas H se distinguen 5 clases de Ig (G, M, D, E, A):

• IgG: anticuerpos circulantes (respuesta humoral) producidas por Linfocitos B – producen “opsonización” en la superficie de las bacterias, facilitando la fagocitosis.
• IgM e IgD: en la membrana de Linfocitos B y T - Funcionan como “receptores” capaces de unirse con un antígeno específico. La unión con el Ag produce la activación del linfocito.

Los anticuerpos son producidos por los LINFOCITOS.

Tipos de Linfocitos

• Linfocitos B: producción de anticuerpos libres (IgG).
• Linfocitos T (IgM e IgD en membrana), de diferentes estirpes:
  • T auxiliares: se unen a los macrófagos y reconocen los dos antígenos (el extraño y el propio o de histocompatibilidad MHC).
  • T citotóxicos: destruyen las células portadoras del antígeno extraño.
  • T supresores: su misión es atenuar y detener la respuesta inmunitaria, induciendo el cese de actividad de los linfocitos.

Otras Defensas (contra virus)

INTERFERÓN: sustancia liberada por una célula cuando es parasitada por un virus.Esta sustancia se fija sobre las membranas de las células vecinas, provocando una respuesta: producción de enzimas antivirales (quinasas, que bloquean la traducción del ARN, y endonucleasas, que destruyen el ARNv).El interferón actúa también sobre los Leucocitos, provocando respuesta inflamatoria y una respuesta inmune particular: activación de los “Linfocitos NK” (Natural killers).LINFOCITOS NKSon linfocitos grandes y granulares.Tienen la capacidad de diferenciar las células infectadas por un virus (o las células tumorales que han sufrido transformaciones malignas).Al reconocer la célula infectada, se unen a ella y a través de una proteína llamada “perforina” crean poros en su membrana por los que pasan enzimas que inducen la apoptosis de la célula objetivo.

PROCESO DE “COOPERACIÓN CELULAR”Actuación de los macrófagos: Fagocitosis/Exhibición del antígeno extraño + MCH/Liberación de ILE-1Actuación de Linfocitos T-auxiliares: activados por la ILE-1:“Doble reconocimiento”: sus receptores de membrana encajan con el antígeno extraño exhibido por el macrófago y con el MHC 2. Proliferan y liberan ILE-2 Actuación de otros linfocitos La ILE 2 provoca la diferenciación y proliferación de otras estirpes de linfocitos T y B capaces de responder al mismo antígeno (mismo clon):Linfocitos B: proliferan y se convierten en “células plasmáticas”, que producen los anticuerpos libres (IgG) y los liberan a la sangre///Linfocitos T-citotóxicos: destruyen las células portadoras del antígeno (incluidos los macrófagos)Su unión al antígeno y la ILE1 los sensibiliza a la ILE 2 Se unen a la membrana de la célula y liberan enzimas hidrolíticas.inalización del proceso : Linfocitos T supresores su misión es atenuar y detener la respuesta inmunitaria, induciendo el cese de actividad de los linfocitos B entran en juego cuando se ha eliminado el antígenoCélulas de memoria Una parte de los linfocitos T y B que se han activado por contacto con el antígeno se transforman en “células de memoria” – guardan recuerdo del antígenoSi hay una segunda infección por el mismo antígeno, intervienen mucho más rápidamente (respuesta inmune secundaria)Son responsables del estado de INMUNIDAD del individuo (su duración depende del tiempo de vida de los linfocitos).

Inmunidad natural – pasiva o activa Inmunidad natural pasiva: el feto recibe IgG a través de la placenta; en lo calostros el bebé recibe IgG e IgA (defensas hasta que se pone en marcha el propio SI)Inmunidad natural activa: el SI se pone en marcha cuando hay microbios presentes; los anticuerpos formados en la respuesta humoral permanecen 4-8 semanas en el plasma.--Respuesta Inmune PrimariaSe produce en el primer contacto con AgLa aparición de los primeros anticuerpos tarda 3-14 desde la entrada del AgEl nº de anticuerpos aumenta exponencialmente, hasta llegar a una fase estacionaria--Respuesta Inmune SecundariaSe produce en los siguientes contactos con AgLa unión del Ag con las células de memoria (linfocitos T y B) produce inmediatamente su proliferación y la diferenciación de Linfocitos B en células plasmáticasLa producción de anticuerpos IgG e IgA es muy rápida, y su valor máximo es más elevado Inmunidad artificial – pasiva o activaInmunidad artificial pasivaSe obtiene por sueroterapia = inyección de suero sanguíneo de animal que ha fabricado AC contra la enfermedad (generalmente de caballo)Se obtiene inmunidad temporal, permite combatir una enfermedad desarrolladaMuy útil contra venenos de serpiente (antídotos), el tétanos o el botulismoInmunidad artificial activa = VACUNACIÓNConsiste en inyectar microbios muertos o atemperados (o los antígenos) que ponen en marcha la respuesta inmune primaria, formándose células de memoriaSe utiliza para prevenir enfermedades (profilaxis)La clave de la eficacia de las vacunas es la “memoria” del SI; normalmente hay que repetir la vacunación, ya que las células de memoria no siempre duran toda la vidaSe utilizan vacunas contra enfermedades víricas (polio, viruela, sarampión, rabia, hepatitis, gripe …), bacterianas (cólera, tuberculosis, difteria, meningitis …) o producidas por protozoos (malaria)

AUTOINMUNIDAD (reacción “equivocada” del SI)El SI ataca por error a células del propio organismo.Existen más de 80 tipos de enfermedades autoinmunes y algunas tienen síntomas similares. Estas enfermedades tienden a ser hereditarias.Ej: Esclerosis múltiple (SNC), Enfermedad de Crohn (gastrointestinal),

HIPERSENSIBILIDAD (reacción “excesiva” del SI)Las “alergias” constituyen un tipo de respuesta inmunitaria que produce efectos nocivos para el organismo. El antígeno desencadenante se denomina “alérgeno”.El alérgeno es una sustancia soluble que al entrar en el cuerpo reacciona con anticuerpos específicos (IgE), que tienen puntos de anclaje para los leucocitosLa reacción Ag-IgE actúa sobre mastocitos y basófilos, se produce desgranulación y liberación de histamina y serotoninaEstos mediadores pasan a los tejidos y producen inflamación y contracción de la musculatura lisaLa reacción puede ser local (picaduras) o sistémica (generalizada) – shock anafiláctico = urticaria, constricción bronquiolos, trombos, hemorragias intestinales, insuficiencia cardiaca …

Hipersensibilidad retardadaCuando el alérgeno entra por segunda vez, reacciona con los receptores de membrana de los linfocitos T, los cuales liberan mediadores que atraen a los macrófagos.Los trastornos aparecen al cabo de unas horas o días después de la segunda entrada (frecuente en rechazo a injertos).Se utiliza en la “prueba de la tuberculina” (sólo hay reacción si se ha estado ya en contacto con el antígeno).

RECHAZO (reconocimiento de antígenos extraños)El rechazo de los transplantes de órganos y tejidos es consecuencia de la diferencia entre los antígenos de histocompatibilidad (CMH) del donante y el receptor. Cuanto más parecidos genéticamente sean el donante y el receptor menores serán las probabilidades de rechazo.En todo caso se administran depresores del SI. Transfusiones de sangreEl rechazo se produce por los antígenos  presentes en los eritrocitos (aglutinógenos) y anticuerpos presentes en el plasma (aglutininas). Las aglutininas pueden ser “naturales” (no precisan un primer contacto con el antígeno, se fabrican desde el nacimiento) – IgM, sistema ABO“adquiridas (producidos por el organismo en respuesta al contacto con antígenos que no son propios) – IgG, sistema RhTipos sanguíneos: Sistema ABO:Los anticuerpos anti-A y anti-B son aglutininas “naturales” IgM.  El receptor de sangre tiene los anticuerpos para los antígenos (según su grupo), y ya en el primer contacto con la sangre incompatible genera el rechazo.Sistema Rh: El FACTOR Rh es un aglutinógeno que está en la membrana plasmática de los glóbulos rojos. Fue descubierto en 1940 a partir de los eritrocitos del mono Macacus rhesus.El 85% de las personas poseen el factor Rh, por lo que se clasifican como Rh positivas (Rh+). El 15% restante corresponde a las personas Rh negativas (Rh-) por carecer de dicho factor. Las aglutininas anti-Rh sólo aparecen en el plasma sanguíneo de los individuos Rh- cuando entran en contacto con el Factor Rh (gestación, transfusión). 

iNMUNODEFICIENCIASEstados patológicos en que la actuación del SI es defectuosa. Vulnerabilidad a infecciones.Primarias o congénitas: se manifiestan desde la infancia, y se deben a defectos congénitos que impiden el correcto funcionamiento del sistema inmunitario.Secundarias o adquiridas: son el resultado de factores externos, como desnutrición, cáncer o diversos tipos de infecciones (p.ej., infección viral del SIDA)Clasificación de las inmunodeficiencias (OMS, 1978) según el efector de la respuesta inmune afectado:Deficiencias en los linfocitos B.Deficiencias en los linfocitos T.Deficiencias combinadas de linfocitos B y T.Disfunciones de los fagocitos.Deficiencias en el sistema del complemento.Las congénitas pueden ser de todos los tipos, mientras las adquiridas suelen ser del tipo 3.